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　　作品简介

　　开发背景：
　　智能家居是近几年产生并迅速崛起的一种新型家居住宅，而家居的智能化是其最重要最基本的内容，它不仅己经成为一个国家经济实力和科学技术的综合标志之一，而且也是人类社会住宅发展的必然趋势。智能家居技术在我国还是刚刚起步，许多技术标准都还不统一，还有很多工作需要做。加强这方面的研究，如何选取合适的技术，进行合理的方案设计，进而组建一种符合我国国情的、具有自主知识产权的智能家居系统己成为当前智能家居领域中极富挑战的课题。本设计课题就是在这种背景下，经导师细心指导后选定的。

　　结构说明：
　　本项目由主控模块、温度检测模块、气体/烟雾检测模块、门禁模块、防盗检测模块、窗帘控制模块、电器控制模块、GPRS短信通信模块等组成。

　　功能：
　　时钟：自动更新时间，并在液晶屏上显示。
　　家用设备的数据采集：采集家用设备包括室内温度，气体/烟雾浓度，灯具家电，防盗门等设备的状态数据，经主机处理后反馈给用户。
　　本地控制：用户通过主机上的键盘，对家用设备进行监控。
　　远程控制：远程用户可以通过发送手机短信对家庭系统进行控制和查询。
　　自动报警：当室内浓度超过报警值时，自动打开排风扇排气;当主机检测到非法闯入信号时，及时报警，并通过发送报警短信等方式及时通知用户。

　　使用说明：

　　1、门锁的控制
　　使用注册过的TM卡打开门锁;按键4进行新卡的注册，输入卡号;按键3消除卡号。
　　主控模块按键3再按06打开门锁。
　　通过发送短信10到固定的电话号码打开门锁;

　　2、继电器的控制
　　按键2再按02 01打开电视，按键2再按02 00关闭电视;按键2再按03 01打开空调，按键2再按03 00关闭空调;按键2再按04 01打开电灯1，按键2再按04 00关机电灯1;按键2再按05 01打开电灯2，按键2再按05 00关机电灯2;按键2再按06 查询电器的状态。
　　遥控A、B、C、D分别控制电灯1，电灯2，空调，电视的开关。

　　3、发送短信
        02 打开电视，06 关闭电视，03 打开空调，07 关闭空调，04 打开电灯1 ，08 关闭电灯1，05 打开电灯2，09 关闭电灯2

　　4、窗帘的控制
　　遥控A、D分别控制窗帘的开关，并且向主控模块发送状态。
　　按键5再按01控制窗帘打开，按键5再按02控制窗帘关闭，按键5再按03查询窗帘状态。
　　发送短信11打开窗帘，12关闭窗帘。

　　5、时钟
　　按键1进行校准时间：分别输入年月日星期时分秒。　　

　　平台选型说明

　　智能家居以住宅为平台，利用综合布线技术，网络通信技术，安全防范技术，自动控制技术，音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的家居环境。

　　设计说明

　　设计原理：
　　1、可燃气体泄漏传感器MQ-2
　　通过设置在厨房的可燃气体探测器，监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏，自动打开排风扇排气。

　　2、温度检测
　　DALLAS最新单线数字温度传感器DS18b20，测量温度范围为-55℃~+125℃，在-10~+85℃范围内，精度为±0.5℃。温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。

　　3、门禁
　　TM卡采用单线协议通讯，通过瞬间碰触完成数据读写，既具有非接触式IC卡的易操作性，又具有接触式IC卡的廉价性，是当前性价比最优秀的IC卡之一。TM卡集成电路芯片密封在不锈钢壳中，防水、防震、防腐，坚固耐用，无需布线;TM卡是无源器件，靠读写设备供电读取信息。
　　开锁原理：开门时,门锁的电路控制系统核实TM卡中保存的62位密码与保持的密码是否相同，相同就开门，不同就产生报警声。

　　4、人体红外感应传感器HC-SR501
　　HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口 LHI778 探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式。广泛应用于各类自动感应电器设备，尤其是干电池供电的自动控制产品。

　　5、窗帘控制
　　步进电机28BYJ48型四相八拍电机，控制脉冲个来控制角位移量，通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度。遥控远程控制电机的转动方向和停止。

　　6、电器控制
　　继电器是一种非人工直接操作自动和远距离操纵的开关器件。可以通过小电流控制大电流。电磁继电器是通过电磁铁来改变电路连接的装置，它具有很好的安全性。

　　7、GPRS
　　GPRS通信模块可以实现向手机的发短信，和收短信的功能。

　　8、485总线
　　RS485采用平衡发送和差分接收方式来实现通信：在发送端TXD将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A、B两路输出，经传输后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。两条传输线通常使用双绞线，又是差分传输，因此有极强的抗共模干扰的能力，接收灵敏度也相当高。同时，最大传输速率和最大传输距离也大大提高。另外RS485实现了多点互联，最多可达256台驱动器和256台接收器，非常便于多器件的连接。不仅可以实现半双工通信，而且可以实现全双工通信。

　　设计方案：
　　1、电源电路设计
　　由于本控制系统单元电路较多对且对5V电源的要求比较高，在本系统中,采用了开关电源芯片LM317完成从12V到5V的转换。
　　本系统的设计还涉及到门锁使用12V电压驱动，因此接12V电压即可。

　　2、主控模块设计
　　主机由IAP15F2K61S2单片机、时钟模块PCF8563、键盘和TFT液晶屏显示模块组成。主控模块可以接收手机终端的控制命令信息、向手机机主发送短信、拨打电话报警;同时通过485总线查询各模块的信息，并在液晶屏上显示。

　　3、485总线多机通信设计
　　本项目中有一个主机六个从机，都是通过485总线控制的。采用主从式结构：从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制，各台从机之间不能相互通讯，即使有信息交换也必须通过主机转发。
　　传输方式：控制器能设置传输模式为RS485串行传输，通信参数为19200，n，8,1。在配置每个控制器的时候，在一个网络上的所有设备都必须选择相同的串口参数。
　　主控模块发送的命令格式：
　　E9 Addr LL ff ML SJ1 SJ2 SJ3 CRC
　　E9 同步字节
　　Addr = 模块地址
　　LL = 5 数据长度(固定)
　　ML 指令
　　SJ1 SJ2 SJ3 数据
　　CRC 为校验和
　　各模块返回的命令格式：
　　B8 8B LL ADDR ML SJ1 SJ2 SJ3 CRC
　　B8 同步字节
　　Addr = 模块地址
　　LL = 5 数据长度(固定)
　　ML 指令
　　SJ1 SJ2 SJ3 数据
　　CRC 为校验和

　　4.GPRS模块设计
　　远程用户可以通过发送手机短信对家庭系统进行控制
　　命令格式：
　　02 打开电视 06 关闭电视
　　03 打开空调 07 关闭空调
　　04 打开电灯 1 08 关闭电灯1
　　05 打开电灯 2 09 关闭电灯2
　　10 打开门锁
　　11 窗帘打开
　　12 窗帘关闭　　

　　作品特色

　　智能家居主控模块通过 GPRS模块，实现家庭系统与外部网络的通讯为系统核心部分，解决以前智能家居系统瓶颈的关键技术。GPRS(通用分组无线业务)的简称，是在现有的GSM系统上新增新GGSN(网关支持节点)和SGSN(服务支持节点)节点发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS 与现有的 GSM 系统最根本的区别是，GPRS 是一种分组交换系统，特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS网络传输的主要优点有：永远在线、按流量计费、快速登录、高速传输、覆盖范围内不受限制(传输距离、地形、天气等)、数据传输可靠等。

　　随着近期物联网概念的进一步火热，消费者认知进一步提高，技术进一步成熟，智能家居系统的应用已近完全成熟。本项目具有很强的实用性。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2266